[发明专利]一种长链烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜尔胶增稠剂及其制备方法

说明书

本发明涉及油田压裂中使用的瓜尔胶衍生物技术领域的一种长链烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜尔胶及其制备方法。所述长链烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜尔胶，由包含以下组分的原料制备而成：a)瓜尔胶；b)长链烷基聚氧乙烯基缩水甘油醚；其中，所述长链烷基聚氧乙烯基缩水甘油醚与瓜尔胶的摩尔比为(0.01～0.5):1，优选(0.05～0.2):1；所述长链烷基聚氧乙烯基缩水甘油醚为自主合成的苄泽类缩水甘油醚。此外，本发明还采用二甲基亚砜作为溶剂，季铵碱为催化剂，在室温下进行均相反应，反应条件温和，反应效率高，所得长链烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜尔胶产品增稠性能显著提高，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及油田压裂中使用的瓜尔胶衍生物技术领域，更进一步说，涉及一种长链烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜尔胶增稠剂及其制备方法。

背景技术

瓜尔胶广泛应用于油田、印染、食品、日化等行业，但瓜尔胶原粉存在不能快速溶胀和水合、溶解速度慢、水不溶物含量高、黏度不易控制、耐剪切性差、易变质等缺点，因此往往需要通过醚化、氧化以及酯化等化学改性得到性能改良的瓜尔胶衍生物，如羟丙基瓜尔胶、瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶等。

瓜尔胶的疏水改性主要通过三类试剂：溴代长链烷、长链烯基琥珀酸酐或者长链烷基/烯基酰胺、长直链烷基缩水甘油醚与瓜尔胶或羟丙基瓜尔胶反应，将长直链烷基接枝在瓜尔胶的羟基上。目前国内大多采用溴代烷烃进行疏水改性，如李雪萍等(李雪萍,方翠,牛春梅,等.瓜胶的疏水化改性研究[J].煤炭与化工,2008(10):24-26.)报道过用溴代十六烷作为疏水改性单体对天然瓜胶进行疏水化改性，制得的疏水瓜胶综合性能较佳，与瓜胶水溶液相比改性瓜胶溶液的稳定性大大提高，但溴代烷烃反应效率低、有腐蚀性且价格昂贵，长链烯基琥珀酸酐或者长链烷基/烯基酰胺引入基团复杂，而烷基缩水甘油醚产物易处理且能够阻止进一步反应。国外多采用烷基缩水甘油醚，如R Lapasin et al.(Lapasin R,LdeL,PriclS,etal.Flow properties of hydroxypropyl guar gum and its long-chainhydrophobic derivatives.[J].Carbohydrate Polymers,1995,28(3):195-202.)研究了接枝缩水甘油基二十二烷基醚的羟丙基瓜尔胶衍生物的流变特性，其中采用的缩水甘油基二十二烷位直链烷烃，存在疏水性较强，接枝率难以控制，易导致沉淀。并且，目前现有技术中瓜尔胶的疏水改性一般是都在一种低分子量醇与水的混合溶剂中进行悬浮反应，如：异丙醇、甲醇、乙醇、乙二醇等与水的混合物，由于反应物只能在两相界面发生反应，因此反应效率低；此外，现有技术中反应多以强无机碱作为催化剂，反应温度一般在50～80℃，不可避免地导致瓜尔胶大分子链段断裂，大大降低了改性后瓜尔胶的粘度，从而削弱其应用性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种长链烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜尔胶增稠剂。具体地说涉及一种长链烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜尔胶增稠剂及其制备方法。本发明使用带亲水链段的长链烷基缩水甘油醚作为疏水改性基团，采用能将瓜尔胶和疏水试剂都溶解的反应介质，在室温下进行均相反应来改性瓜尔胶。

本发明目的之一是提供一种长链烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜尔胶增稠剂，由包含以下组分的原料制备而成：

a)瓜尔胶；

b)长链烷基聚氧乙烯基缩水甘油醚；

其中，所述长链烷基聚氧乙烯基缩水甘油醚与瓜尔胶的摩尔比为(0.01～0.5):1，优选(0.05～0.2):1；